安全工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程84鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定

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鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過實(shí)驗(yàn)，正確掌握煤礦井下工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)和防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)測(cè)定鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定方法，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)完成井下鉆孔瓦斯涌出初速度工作。二、儀器設(shè)備1、測(cè)定裝置〔1〕測(cè)量室管：長(zhǎng)度有0.5m和1.0m兩種規(guī)格?！?〕封孔器：壓氣密封系統(tǒng)的工作壓力不小于0.2MPa，并且在停止充氣后每分鐘的壓力降低值不得超過0.02MPa。應(yīng)保證封孔段的長(zhǎng)度不小于150mm?！?〕導(dǎo)氣管：當(dāng)瓦斯流量為5L/min時(shí)，導(dǎo)氣管內(nèi)孔的總阻力不大于300Pa?！?〕壓力表：量程為0～0.6MPa，準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于2.5級(jí)。2、流量計(jì)量程應(yīng)包括1～30L/min的流量范圍，準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于2.5級(jí)。流量計(jì)應(yīng)符合相應(yīng)的國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程的規(guī)定。二、儀器設(shè)備3、常用工具秒表，地質(zhì)羅盤，皮卷尺〔規(guī)格：5m〕，扳手〔規(guī)格：200mm〕，管鉗〔規(guī)格：300mm〕，鋼絲鉗。測(cè)定裝置如圖8-5所示。圖8-5鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定儀器三、實(shí)驗(yàn)原理用電煤鉆或風(fēng)煤鉆帶動(dòng)螺旋鉆桿，在煤層中鉆進(jìn)φ42mm鉆孔，每鉆進(jìn)1m或鉆進(jìn)到預(yù)定深度，退出鉆桿，送入封孔器，用打氣筒充氣封孔，然后用流量計(jì)測(cè)定打鉆結(jié)束后2min時(shí)規(guī)定長(zhǎng)度鉆孔的瓦斯流量。在煤層中按規(guī)定的技術(shù)要求施工鉆孔，在到達(dá)預(yù)定深度，2min時(shí)，在規(guī)定長(zhǎng)度鉆孔內(nèi)涌出的瓦斯流量。用符號(hào)qm或q表示，其單位為L(zhǎng)/min或L/m·min。三、實(shí)驗(yàn)原理1、煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)地點(diǎn)選擇原那么〔1〕煤巷掘進(jìn)工作面用鉆孔瓦斯涌出初速度法進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)或防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在掘進(jìn)工作面煤層的軟分層中靠近巷道兩幫，至少各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向、直徑42mm、深度為3.5m的鉆孔(見圖2)。當(dāng)煤層有兩個(gè)或兩個(gè)以上軟分層時(shí)，鉆孔應(yīng)打在最厚的軟分層中。1-煤層巷道；2-鉆孔；3-封孔器；4-導(dǎo)氣管；5-測(cè)量室圖8-6用鉆孔瓦斯涌出初速度法進(jìn)行預(yù)測(cè)或檢驗(yàn)的鉆孔布置平面圖三、實(shí)驗(yàn)原理

用鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)或防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，其鉆孔布置為：在傾斜或急傾斜煤層掘進(jìn)工作面至少打2個(gè)、緩傾斜煤層掘進(jìn)工作面至少打3個(gè)直徑為42mm的鉆孔，其中只值指標(biāo)法的鉆孔深度為5.5～6.5m，其他方法的鉆孔深度不得大于9m。鉆孔應(yīng)布置在煤層軟分層中，一個(gè)鉆孔位于工作面中部，并平行于掘進(jìn)方向，其他鉆孔的終孔點(diǎn)應(yīng)位于巷道輪廓線外2～4m處(見圖3)。當(dāng)煤層有兩個(gè)或兩個(gè)以上軟分層時(shí)，鉆孔應(yīng)布置在最厚的軟分層中。1-巷道；2-鉆孔圖8-7用鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量進(jìn)行預(yù)測(cè)或檢驗(yàn)的鉆孔布置平面圖三、實(shí)驗(yàn)原理〔2〕回采工作面。在回采工作面運(yùn)輸平巷以上10m、回風(fēng)平巷以下15m，沿工作面每隔10～15m布置一個(gè)垂直于工作面煤壁的鉆孔，孔深根據(jù)工作面條件確定，但不得小于3.5m(見圖4)。〔3〕對(duì)各類工作面進(jìn)行防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，其鉆孔布置除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)將檢驗(yàn)孔打在兩個(gè)防突措施鉆孔的中間。1-運(yùn)輸平巷；2-回風(fēng)干巷；3-鉆孔圖8-8回采工作面鉆孔布置平面圖三、實(shí)驗(yàn)原理2、鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定鉆孔施工〔1〕儀器的準(zhǔn)備。用鉆孔瓦斯涌出初速度法進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)或防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用測(cè)量室管長(zhǎng)度為0.5m的測(cè)定裝置；用鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)或防突措施效果檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用測(cè)量室管長(zhǎng)度為1.0m的測(cè)定裝置。按鉆孔深度要求將測(cè)定裝置的封孔器、導(dǎo)氣管、測(cè)量室管等與各輔助部件連接好，檢查是否氣密?！?〕打孔。按上述有關(guān)要求布置鉆孔，在每段鉆孔鉆進(jìn)前應(yīng)在鉆桿上標(biāo)識(shí)出預(yù)定的打鉆深度。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)防止鉆桿擺動(dòng)，鉆進(jìn)速度應(yīng)控制在0.5～1m/min。三、實(shí)驗(yàn)原理〔3〕封孔。鉆孔鉆進(jìn)至預(yù)定深度，立即用秒表計(jì)時(shí)，迅速拔出鉆桿，把封孔器送入孔底，并用打氣筒進(jìn)行充氣。全部操作應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成?！?〕測(cè)定流量。在封孔操作的同時(shí)，將流量計(jì)與導(dǎo)氣管口連接好。封孔完成后，對(duì)瞬時(shí)流量計(jì)在2min時(shí)讀數(shù)，即為鉆孔瓦斯涌出初速度值；對(duì)累計(jì)流量計(jì)應(yīng)在1.5min和2.5min時(shí)分別讀數(shù)，后一讀數(shù)減去前一讀數(shù)即為鉆孔瓦斯涌出初速度值?！?〕退出封孔器。測(cè)定完成后，將膠囊泄壓，從鉆孔中退出封孔器?！?〕用鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)或檢驗(yàn)時(shí)，每鉆進(jìn)1m應(yīng)測(cè)定一次鉆孔瓦斯涌出初速度。三、實(shí)驗(yàn)原理3、測(cè)定數(shù)據(jù)記錄

在測(cè)定開始前應(yīng)測(cè)量并記錄工作面位置、煤層厚度及有無地質(zhì)變化等；在測(cè)定過程中應(yīng)詳細(xì)記錄鉆孔的位置、方位、傾角、深度、鉆孔瓦斯涌出初速度以及鉆進(jìn)時(shí)有無噴孔、卡鉆、響煤炮等動(dòng)力現(xiàn)象。測(cè)定數(shù)據(jù)的記錄格式如表8-17所示。三、實(shí)驗(yàn)原理表8-17鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定記錄表四、實(shí)驗(yàn)步驟

本次實(shí)驗(yàn)室測(cè)試采用如圖8-9所示的實(shí)驗(yàn)儀器，模擬已打好的鉆孔進(jìn)行測(cè)定。

按照?qǐng)D8-9所示連接鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定鉆孔模擬裝置；

按照上述操作步驟進(jìn)行操作，封孔后，采用高壓氣瓶通過注氣孔對(duì)對(duì)鉆孔測(cè)量室內(nèi)注入氣體。1-流量計(jì)；2-壓力表；3-導(dǎo)氣管；4-封孔器；5-測(cè)量室管；6-測(cè)量室；7-鉆孔壁；8-注氣孔圖8-9鉆孔瓦斯涌出初速度測(cè)定方法示意圖